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城市水資源利用策略與效益研究

來源:期刊VIP網所屬分類:水利時間:瀏覽:

0  引言
全球氣候變暖程度的加深,加快了水文循環的過程,全年降水總量和降水極值的總量和頻率也受到很多影響。近年來,持續干旱、短歷時強降雨、泥石流等強地質災害明顯增多,造成的巨大生命財產損失。另一方面,我國又是一個嚴重缺水的國家之一,尤其是隨著城市化步伐的加快,城市用水極其緊張,如何趨利避害,合理利用雨洪資源,是城市水資源工作者需要高度關注的問題。
雨水是地球水循環中一個極其重要的組成部分,雨水在保持水土,調節氣候方面具有不可替代性。而洪水是地表水的極端蓄積形式,處理得當,同樣可以變害為寶,為人類造福。采取科學合理的措施對雨洪水資源進行集蓄利用,可有效緩解城市水資源緊缺的局面,是目前城市水資源的一種開源節流的有效途徑。
目前我國的工業化、城市化以前所未有的速度發展,與此同時,水資源的短缺問題也日益加劇,水資源供需矛盾日益突出。隨著城區面積的擴大,混凝土和瀝青路面的增多,不透水面積增加,導致徑流系數增大,暴雨匯流迅速,致使城區的排水管網承受力增大,使路面短時間匯聚大面積的積水,給城市交通以及人們日常生活帶來諸多不便。因此,建立實用的雨洪控制與利用技術體系和推廣應用體系,以充分利用雨水,緩解水資源危機、削減洪峰流量,確保城市防洪安全,是擺在我國城市發展面前的一項重要工作。隨著建設節水型社會進程的加快,雨水資源化問題是建設節水型社會的有效途徑之一。
1  雨水利用的現狀和存在問題
目前我國雨水利用方面還未形成意識,缺乏對雨水資源利用的經驗。雨水雖作為世界公認的水資源的新財富,但在城市規劃、改造、建設時沒能把雨水利用引起足夠的重視。把解決普遍存在的城市缺水問題寄希望于外部調水或超采地下水。雨水回收利用就需要從城市建設規劃之初就考慮雨水資源的回收利用。城市的迅速發展和人口高度集中決定了城市需要大量的水資源,而城市雨水利用本身就是一種節水措施。利用雨水作中水或中水補充水,也可用作城市消防或非常時期的補充水源,節約城市水資源。
2 雨水回收利用措施
2.1雨水的收集及儲存技術措施
2.1.1 綠地雨水收集
在城市水資源消耗中,園林行業所占比重最大。對天然的雨水進行有效收集,再利用到園林灌溉上,將極大地緩解城市水資源短缺的現狀。雨水經過綠地后,會有相當一部分被截留在綠地土壤中,但仍有一部分多余的雨水會以地面徑流的方式浪費掉,而這部分水經過綠地后,得到大幅度的凈化,有很高的利用價值,因此可以考慮收集起來加以利用。綠地的雨水收集可以采取建造雨水貯留設施的方法,雨水貯留設施可分為地面蓄水和地下蓄水兩種:
地面蓄水設施可以就地勢而建,最好能與城市網管相銜接,并配以適當的引水設施,能很好地蓄存雨水徑流,而這些雨水可以直接用于園林綠化、道路及綠化帶的噴灑等。地下蓄水則是把雨水就地入滲,使更多雨水留在城市境內并滲入地下以補充地下水。
2.1.2 雨水滲透措施
在雨水滲透方面,要視具體工程而定。在新建居民小區中,可將滲透地面、綠地、滲透池、滲透井和滲透管等組合成一個滲透系統。這個系統中各組成裝置可發揮各自優勢,取長補短。小區中的綠地除凈化空氣的作用外,在雨季來臨時,可起到截留凈化部分垃圾雜質的作用。當強降雨發生時,光靠綠地不足以消化滲透時,超出部分進入滲透池,集中把雨水儲蓄起來,如果滲透池滿,溢流雨水再通過滲井和濾管下滲,可以提高系統效率并保證安全運行。
一方面,盡可能減少封閉路面, 增加城市綠化植被面積。采用在綠色植被與土壤之間增設貯水層、 透水層等辦法, 充分利用植物以及土壤的凈化作用以及滲濾作用,減少雨水對城市地下水的污染,并可有效補償地下水的過度開采。另一方面, 在排放雨水徑流時, 將傳統的非滲透雨水管改為滲透管或穿孔管, 管周圍回填礫石。滲透管溝兼有滲透和排放兩種功能,可以有效地涵養地下水。
采用各種雨水滲透設施,讓雨水回灌地下,補充涵養地下水資源,是一種間接的雨水利用技術。還有緩解地面沉降、減少水澇改善生態環境等多種效益。
2.2 雨水回收利用推廣手段
2.2.1 新建小區工程
在城市新建居民小區,城市規劃部門要積極發揮作用,做好統籌規劃工作,要在規劃設計階段實施雨水利用的新理念,要與小區樓體建設同步進行雨洪利用系統項目建設。
一般的,居民小區雨洪利用工程主要有:樓房雨水管道架設和小區道路兩旁雨水管道鋪設,此間的雨水收集、處理后,主要用于小區內園林景觀及綠化帶補水和回灌地下水。部分車行道和人行道盡量改變傳統的瀝青混凝土原料,可改鋪裝為透水地面,增加雨水滲透面積。
居民小區雨洪利用系統基本流程為:樓房屋頂和樓前透水地面與部分不透水道路的雨水,經去除初雨、沉淀過濾后進入回灌井回補地下,同時在沉淀池內安裝水泵,抽取沉淀后的雨水補充人工湖的耗水。超過設計標準的降雨徑流,通過溢流堰溢流到外部的市政雨水管道。
2.2.2  城市公園工程
目前大多數公園建筑多以亭臺樓閣、花壇假山、草坪綠地為主,公園雨洪利用也主要是圍繞這些建筑展開設計。一般的,可在涼亭屋頂設計時,直接使雨水導入周圍綠地回灌地下,并在綠地內加設滲井、滲溝等輔助設施增加入滲能力。同時可視實際情況,在假山等景點處依勢設置起伏地形,人為的營造低洼面,再結合園路整體建設,適當加設滲透管溝,使雨水盡可能多的入滲。
公園的建筑物大多分散在廣場周圍,可結合實際情況可在廣場一側建設一套雨水處理與貯存系統,廣場及周圍建筑物所產生的徑流通過雨水口進入雨水利用系統,然后匯入雨水處理與貯存系統。超過設計標準的雨水將排入市政管網。
3  效益分析  
3.1 社會效益
目前為滿足城市的發展不斷,我省很多城市紛紛超采地下水,造成地下水位不斷下降。興建雨水集蓄工程后,可充分利用汛期雨量較為充沛的有利條件,蓄集雨水,提高雨水利用水平,對衡水市區防洪減災,保持水土、保護生態平衡都具有積極的推動作用。有利于當地社會經濟的持續、快速、健康發展,為建設人水和諧的城市奠定基礎。
3.2  經濟效益
雨水集蓄利用工程適合我市集水工程分散特點,維護費用低,使用時間較長,使之能發揮最大的效益。工程項目實施后,城市及小區綠地用水得到解決,可為降低城市用水消耗,提高水資源利用效率有利于推進和諧城市的建設步伐。
3.3 生態效益
雨水集蓄工程有利于改善衡水的生態環境。修建蓄水池等節水工程之后,有了替代灌溉用水,提高了水資源的使用效率,促進人與自然和諧發展。蓄水池等節水工程有效地攔蓄徑流,削減集中降雨形成的洪峰,減少因洪水而對城市造成的危害,從而減少損失,變有害為有利,是城市水土保持的一項有效措施。

4  結語

城市雨洪水資源的利用的理念與實施是改善城市水資源危機的有效手段。實施雨水集蓄利用工程,不僅可以緩解水資源短缺的壓力,增加經濟生活發展所需水資源量,而且降低了城市排水管網負荷,節約了市政建設投資。可以說雨水利用是增加城市水資源量、減輕城市排水和河道行洪壓力,保證城市防洪安全和回補地下水的重要措施。

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